Python协程

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记录一下python协程相关的知识

摘要

因为AI的爆火，python的使用越来越广泛，python的协程也越来越受到关注，本文主要记录一下python协程的相关知识。

协程

在Python中，协程是一种特殊的函数，它能暂停其执行并在需要时恢复。与传统的线程相比，协程是轻量级的，它们在单个线程内部进行切换，这减少了上下文切换的成本和复杂性。协程是异步编程的一部分，特别适合于I/O密集型任务和高并发场景。

协程的使用

协程的使用需要用到async和await关键字，async用于定义一个协程，await用于挂起一个协程，等待其执行完成。

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import asyncio

async def hello_world():
    print("Hello World")
    await asyncio.sleep(1)
    print("Hello again")

asyncio.run(hello_world())

上面的代码中，asyncio.run用于运行一个协程，asyncio.sleep用于挂起一个协程，等待其执行完成。
hello_world是一个coruntine function，它的返回值是一个coruntine object，coruntine object是awaitable的，awaitable是可以使用await关键字挂起的对象，awaitable包括coruntine object、Future、Task等。

协程的执行

协程的执行需要用到asyncio模块，asyncio模块提供了一些函数用于协程的执行，如asyncio.run、asyncio.create_task、asyncio.gather等。

asyncio.run

asyncio.run用于运行一个协程，它会创建一个事件循环并在协程执行完成后关闭事件循环。

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import asyncio

async def main():
    print('hello')
    await asyncio.sleep(1)
    print('world')

asyncio.run(main())

asyncio.create_task

asyncio.create_task用于创建一个任务，它会将协程封装成一个Task对象，Task对象是Future的子类，它表示一个异步操作的最终结果。Task对象会被asyncio调度执行。

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import asyncio

async def main():
    print('hello')
    await asyncio.sleep(1)
    print('world')

asyncio.create_task(main())

asyncio.gather

asyncio.gather用于并发运行多个协程，它会将多个协程封装成一个Future对象，Future对象是Task的父类，它表示一个异步操作的最终结果。Future对象会被asyncio调度执行。

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import asyncio

async def main():
    print('hello')
    await asyncio.sleep(1)
    print('world')

asyncio.gather(main())

await和asyncio.create_task的区别,await是直接在事件循环里面执行，而asyncio.create_task是创建一个task，然后将task加入到事件循环中。所以task要等到下一次事件循环才会执行。

同步方法的异步调用

在协程中调用同步方法会阻塞协程的执行，可以使用run_in_executor方法将同步方法封装成一个协程，然后在协程中调用。

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import asyncio

def sync_func():
    print('sync_func')

async def main():
    await asyncio.get_running_loop().run_in_executor(None, sync_func)

asyncio.run(main())

在python中一般I/O操作都会释放GIL，所以在协程中调用同步方法不会阻塞协程的执行。